지중주입된 이산화탄소가 이암 및 점토광물의 지화학적 변화에 미치는 영향 연구
- Alternative Title
- The Effects of Carbon Dioxide in Geological Sequestration on Geochemical Changes of Mudstone and Clay Minerals
- Abstract
- This study aims to identify geochemical effects of carbon dioxide stored in geological structures on subsurface environments in deep rock formations and shallow drinking-water aquifers. Series of lab-scale experiments were performed to investigate the geochemical reactions in CO2-groundwater-minerals system at ambient conditions representing shallow aquifers and in CO2-groundwater-mudstone system at high-pressure and temperature conditions representing deep caprocks. Mudstone, kaolinite, montmorillonite, and zeolite were used as geological materials reactive in CO2-rich environments, and groundwater sampled from a 800-depth well and artificial brine (1M NaCl solution) were applied as aqueous solutions. After 30 days of reaction in CO2-groundwater-minerals/rocks systems, XRD and XRF analyses were conducted for investigating mineralogical and geochemical changes in solid materials, and ICP-OES analyses were conducted for examining temporal changes in cation concentrations. The results showed that geochemical processes such as dissolution and hydrolysis played major roles in physical and chemical changes in pore structure and groundwater in relevant formations and aquifers. They also implied that storage and leakage of CO2 during geological sequestration may have adverse effects on the integrity and security of caprocks and water quality in shallow drinking-water aquifers and require careful consideration on these phenomena.
- Issued Date
- 2013
- Awarded Date
- 2013. 8
- Type
- Dissertation
- Publisher
- 부경대학교
- Alternative Author(s)
- Park, Eun Doo
- Affiliation
- 대학원
- Department
- 대학원 에너지자원공학과
- Advisor
- 왕수균
- Table Of Contents
- 1. 서 론 1
2. 연구 목적 9
3. 연구 재료 및 방법 10
3.1. 연구 지역 10
3.2. 연구 재료 12
3.2.1. 이암 12
3.2.2. 점토 광물 17
3.2.3. 제올라이트 20
3.2.4. 지하수 23
3.3. 실험 방법 25
3.3.1. 상온·상압 조건에서의 반응 실험 26
3.3.2. 고온·고압 조건에서의 반응 실험 30
3.4. 분석 방법 33
3.4.1. XRF 분석 33
3.4.2. XRD 분석 34
3.4.3. ICP-OES 분석 35
3.4.4. 이산화탄소 농도 측정 36
3.4.5. 토양 pH 측정 37
4. 실험 결과 및 토의 38
4.1. 이암 반응 실험 38
4.1.1. 상온·상압 조건 반응 실험 38
4.1.1.1. 염수의 pH 변화 38
4.1.1.2. 이암의 광물학적 변화 40
4.1.1.3. 염수의 용존 이온 농도 변화 47
4.1.2. 고온·고압 조건 반응 실험 52
4.1.2.1. 염수의 pH 변화 52
4.1.2.2. 이암의 광물학적 변화 56
4.1.2.3. 염수의 용존 이온 농도 변화 62
4.1.3. 이암 반응 실험 토의 66
4.2. 점토광물 반응 실험 68
4.2.1. 상온·상압 조건 반응 실험 68
4.2.1.1. 지하수의 pH 변화 68
4.2.1.2. 점토광물의 광물학적 변화 72
4.2.1.3. 지하수의 용존 이온 농도변화 82
4.2.2. 고온·고압 조건 반응 실험 91
4.2.2.1. 지하수의 pH 변화 91
4.2.2.2. 점토광물의 광물학적 변화 96
4.2.2.3. 지하수의 용존 이온 농도변화 106
4.2.3. 점토광물 반응 실험 토의 113
4.3. 제올라이트 반응 실험 115
4.3.1. 상온·상압 조건 반응 실험 115
4.3.1.1. 지하수의 pH 변화 115
4.3.1.2. 제올라이트의 광물학적 변화 116
4.3.1.3. 지하수의 용존 이온 농도 변화 121
4.3.1.4. 이산화탄소 주입 유무에 따른 Si4+의 변화 규명 124
4.3.2. 고온·고압 조건 반응 실험 126
4.3.2.1. 지하수의 pH 변화 126
4.3.2.2. 제올라이트의 광물학적 변화 128
4.3.2.3. 지하수의 용존 이온 농도 변화 133
4.3.3. 제올라이트 반응 실험 토의 137
5. 결론 139
참고문헌 141
요약 147
감사의 글 148
- Degree
- Master
- Files in This Item:
-
-
Download
지중주입된 이산화탄소가 이암 및 점토광물의 지화학적 변화에 미치는 영향 연구.pdf
기타 데이터 / 14.39 MB / Adobe PDF
-
Items in Repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.